Aarne Pehkonen kertoo esitelmässää tieteellisestä maailmankuvasta, sen tuloksista ja vaikutuksesta maailmankuvaamme.

1. Vantaan rotaryklubi27. 02.(06.03.) 2014
Aarne Pehkonen
Tieteellinen tutkimus ja sen
tulosten vaikutus
maailmankuvaamme
ja jokapäiväiseen elämäämme

2. Tieteellinen tutkimus, mitä se on
• Tieteellisen tutkimuksen tavoite on tuottaa tietoa, joka
selittää ympärillämme olevaa maailmaa ja sen ilmiöitä
• Tieteellistä tutkimuksessa tuotetun tiedon on oltava
– Totta
– Uutta
– Tulos on julkaistava siten, että tiedon oikeellisuus
voidaan tarkistaa jälkikäteen
• Mikä tieto on totta
– Hyvin (= loogisesti ja aukottomasti) perusteltu tai
toteen näytetty (= hypoteesi osoitettu kokeellisesti
oikeaksi) käsitys ko. asiasta

3. Tieteen lyhyt historia
• Länsimaisen käsityksen mukaan tiede on saanut
alkunsa muinaisessa Kreikassa ja levinnyt sieltä
Rooman valtakunnan mukana saaden aikanaan
vaikutteita arabialaisesta kulttuurista.
– Alkuajan nimiä Sokrates, Platon, Aristoteles,
Eukleides, Pythagoras ja Arkhimedes
– Kirjoitustaito oleellinen osa tieteen kehitystä
• Luontoa on tarkkailtu jo paljon ennen heitä
(tietoa tarvittiin mm. maataloutta varten) ja tieto
on siirtynyt ennen kirjoitustaitoa sukupolvelta
toiselle perimätietona

4. Tiedon oikeellisuuden reunaehdot
• Tutkimustieto on aikansa ”lapsi”.
Ennemmin tai myöhemmin osa tuloksista
todetaan joko vääräksi, epätarkaksi tai
päteväksi vain tietyllä rajatulla alueella
– Geosentrinen ➔heliosentrinen maailmankuva
➔ kosmologinen maailmankaikkeus
– Maapallon ympärysmitta ennen Kolumbuksen
matkaa
– Newtonin (yleinen) painovoimalaki:
F= G(m1m2)/ r2, gn= 9.80556 m/s2

5. Eri aihealueiden tutkimuksen tuottaman
tiedon oikeellisuus ja tarkkuus
Tieto kohteesta on
Tutkittavat kohteet ovat
Määräytyneitä
ja varmoja
Määräytymättömiä
ja epävarmoja
Varmaa
Jotenkin varmaa
Epävarmaa
Eksaktit tieteet
Yhteiskuntatieteet ja
historia
Tulevaisuuden
tutkimus
Lähes varmaa Luonnontieteet

6. Miten käsityksemme meitä ympäröivästä
maailmasta on kehittynyt
• Ihmiset ovat pohtineet ilmeisesti koko
olemassaolonsa ajan ympärillään näkemäänsä
maailmaa
– Kansanperinteessä ja mytologiassa maailman
synnystä on eri paikkojen kulttuureissa yllättävän
paljon samanlaisia piirteitä
– On pidetty maapalloa ”pannukakkuna”, vaikka useat
oman ajan havainnot olivat sitä vastaan
– Ainakin osalle Vanhassa testamentissa kuvatuille
tapahtumille on olemassa luonnollinen selitys, vaikka
itse kuvaus on epätarkka (esim. vedenpaisumus)
– Uusin tutkimus on selittänyt paljon, mutta uusi tieto
tuo uusia avoimia kysymyksiä

7. Miten käsityksemme maailmasta on kehittynyt, jatkuu…
• Jo alkeellisten havaintovälineiden käyttöönotto toi
tilanteeseen runsaasti uutta tietoa
– Mikroskooppi
– Kaukoputki
– Kulmamitta
• Perustutkimus avasi tietä uusille sovelluksille
– Matematiikka
– Fysiikka
• Mekaniikan peruslait (Newton 1687)
• Sähköopin perusteet (Franklin, Volta, Ampere, Farady, Ohmin laki
1826)
• Magnetismi (Maxwell´in yhtälöt 1861-1862)
– Kemiassa alkuaineiden ja molekyylien tunnistaminen ja lopulta
atomin rakenteen tunnistaminen
– Biologia
– Genetiikka

8. Tieto on valtaa, mutta sitä
pidettiin myös vaara
• Alkuaikoina ”tietoa” oli vain harvoilla ja valituilla.
• ”Oikeana pidetyn” tiedon varaan rakentui
järjestelmiä, jotka
– Estivät uuden tiedon tuottamista (esim. Aristoteleen
käsitys luonnosta esti pitkään uudet kokeet).
– Loivat järjestelmiä, jotka vaalivat hyväksytyn tiedon
”puhdasoppisuutta”
– Tallensivat tietoa omiin tarkoituksiinsa sopivaan
muotoon ja jättivät tallentamatta siihen sopimatonta

9. Tietoa pelätään ja väärinkäytetään
myös nykyään
• Osatotuuksien käyttö hallinnollisten ratkaisujen
perusteena (lukuisia esimerkkejä mm. liikenne-
ja ympäristöpolitiikassa)
• Evolutionäärinen kehitys kontra luomisoppi
• Poliittisten (etenkin talouspoliittisten) päätösten
valmistelu
– Päätösten perusteena olevia laskelmia ja niissä
käytettäviä lukuja ei anneta julkisuuteen
– Osatotuuksien ja muunneltujen totuuksien käyttö
• Myös tutkijat itse ovat syyllistyneet
väärinkäytöksiin
– Tarjoilee totuutena virheelliseksi tietämäänsä tulosta
– Julkaisee ominaan muiden tuloksia

10. Tunnetuimpia tutkimuksen ”bluffeja”
• Hollantilainen sosiaalipsykologian professori Diederik
Stabel
– Muutti ensin aineiston arvoja siten, että tilastoanalyysi antoi
halutunlaisen tuloksen. ”Maailma on taas järjestyksessä”
– Lopulta teki tutkimusta täysin keksityillä aineistoilla
– Käryn käytyä hän kirjoitti v. 2012 julkaistun ”tunnustusteoksen”
• Korealainen Hwang Woo-su
– Julkaisi Sciencessa v. 2004 artikkelin, jossa kertoi
kloonanneensa ihmisalkion.
– Toiminta oli tieteen etiikan vastaista
– Tulos paljastui keksityksi, vaikka laboratoriotutkimuksia oli tehty
• Englannista v. 1912 löydetty ns. Piltdownin ihminen
– Kallo oli kasattu ihmisen pääkallosta, orangin leuasta ja
simpanssin hampaista. Petos paljastui v. 1953
– Tekijästä ei ole täyttä varmuutta, suurin epäilty on
harrastelijageologi Charles Dawson (=> dawsonin ihminen),
mutta epäiltyjä on useita muita

11. Tunnetuimpia tutkimuksen ”bluffeja”, jatkuu….
• A.I. Virtasen, v. 1945 kemian Nobel-palkinnon saajan,
laboratoriossa paljastunut huijaus
– Ryhmän nuorempi tutkija Laine väärensi mittaustuloksia siten,
että ne vastasivat esimiehen toiveita.
– Hänen vilppinsä havaittiin Nobel juhlan aikana.
– Asia vaiettiin tiukkaan, mutta vuosien päästä Virtasen työtoveri
Karstöm puhui ensi kerran asiasta julkisuudessa
• Torofim Lysenko (1898 -1976). Aktiivinen julkaisuaika
1920 -1964
– Kasvinjalostaja, joka yritti osoittaa kokeillaan, että olosuhteiden
muutos muuttaa perimää, ts. Mendelin lait eivät pidä paikkaansa
– Josef Stalin suosikkibiologi. T.L.:n oppien mukaisesti oli
mahdollista luoda ”Homo sovjeticus”.

12. Suuria käsitystämme mullistaneita tieteellisiä
löytöjä ja julkaisuja
• Geosentrisestä maailmankuvasta heliosentriseen
maailmankuvaan
– Ajatus ollut jo esillä helleenisellä ajalla
– Kirkko tukahdutti nämä ajatukset
– Asia löydettiin uudelleen
• Kopernikus 1473
• Kepler 1595
• Galileo Galilei 1632
• Heliosentrisestä maailmankuvasta alkuräjähdykseen,
mustiin aukkoihin ja kosmologiaan
– Albert Einstein, yleinen suhteellisuusteoria, E= mc2
– Stephen Howking: A Brief History of Time (v. 1984)
• Luomiskertomuksesta lajien syntyyn
– Charles Darwin teos, Lajien synty 1835 ja sen viimeinen 6.
painos 1871. Siinä ensimmäisen kerran sana evoluutio

13. Suuria käsitystämme mullistaneita tieteellisiä löytöjä,
jatkuu… (nämä tulokset eivät koskettaneet ”rahvasta”)
• Elollisten olioiden tieteistä biologiaan ja molekyyli-
biologiaan
– Aristoteles: alemmat ja korkeammat eliöt
– Harvey löysi verenkierron ja selitti sydämen toiminnan 1616, 1628 (kirja)
– Carl von Linné: Systema Naturae v. 1735, Biologian tieteellinen vallankumous
– Mendel, perinnöllisyystieteen alku, ns. Mendelin lait v.1866
– Lawmark ja Treviranus käyttivät toisistaan tietämättä v. 1902 ensimmäisen
kerran sanaa biologia
– Geenit tunnettiin jo 1940 luvun lopulta alkaen, mutta vasta 1960- 1970-lukujen
vaihteessa niiden toimintaa alettiin ymmärtää
• Alkemiasta kemiaan
– Kemian alkeita ilman pätevää teoriataustaa jo muinaisessa Egyptissä ja
Mesopotamiassa 4000 eaa.
– Empendoksen alkuaineet (400 luku eaa.): maa, vesi, ilma ja tuli
– Aristoteles (n. 350 eaa.) : alkuaineet, joita voi muuttaa toiseksi
– Lavoisier 1760-luku. Nykyaikaisen kemian isä. Käytti sanaa alkuaine sen
nykyisessä merkityksessä

14. Jo kauan tieteessä tunnettujen asioiden
hyväksyminen ”totuudeksi” on joillekin
vaikeaa
• GMO versus perinteisillä tavoilla aikaansaatu
geenimuunnos
• Evolutionäärisen kehityksen kieltäminen tai sen
jättämien ilman huomiota
– Uskominen lajien synnyssä sanatarkasti luomiskertomukseen
– Ihmisen käyttäytymisen selittäminen ilman evoluution vaikutuksia
• Luottaminen ns. uskomustietoon
– Vaikeiden tartuntatautien rokotusten vastustaminen
• Tietämättömyys biologian perusasioista
– Raskaana olevat nuoret tytöt luulevat olevansa neitsyitä
• Tietämättömyys luonnontieteen keskeisistä perusteista
– Voiko hiilidioksidia käyttää polttoaineena ?

15. Mitä tutkimustulokset kertovat
maailmastamme
• Kuva maailman synnystä ja iästä ovat tarkentuneet
avaruusluotaimien avulla saadulla tiedolla
– Maailman ikä 13,82 mrd. vuotta
– ”Tyhjästä on paha nyhjästä” ei pidä paikkaansa avaruudessa,
jossa positiivisen ja negatiivisen energian summa on nolla
– Meille koulussa opetettu kuva maailman synnystä on
”kuvaannollinen”
• Cernissä on pystytty näyttämään toteen teoreettisten
laskemien edellyttämän Higgsin bosonin olemassaolo.
– Tarve siihen havaittiin laskelmissa jo v. 1964
– Sen mukaan otto laskelmiin täyttää alkuräjähdyksen jälkeistä
kehitystä kuvaavassa teoriassa muuten olevat aukot
– Sen olemassaolo tekee teoriassa mahdolliseksi alkuräjähdyksen
suunnan nopean muuttumisen

16. Tieteellisen tutkimuksen tulosten
vaikutukset nykypäivän elämäämme
• Vaikutukset tulevat selvimmin esille soveltavan
tutkimuksen mahdollistamina teknologisina ratkaisuina.
Sovellukset eivät kuitenkaan olisi olleet mahdollisia ilman
edeltävää perustutkimusta (ns. generinen tutkimus)
• Rajanveto keksinnön ja soveltavan tutkimuksen tuloksen
välille on vaikeaa. Keksinnöillä suuri vaikutus
elämäämme (esim. Edisonin keksinnöt, hän eli v. 1847 -
1931)
• Vaikka Newtonin painovoimalaki on todettu vain
erikoistapauksena paikkansa pitäväksi, siihen perustuvat
sovellutukset toimivat tässä meidän ”erikoistapauksena”
olevassa maailmassamme.

17. Elämäämme merkittävästi vaikuttaneita
tutkimustuloksiin perustuvia muutoksia
• Kansanterveyden paraneminen
– Terveellisempi ravinto ja terveemmät elintavat
– Vaikeiden sairauksien uudet hoitomahdollisuudet
– Tartuntatautien ennaltaehkäisy rokotuksin
• Informaatio- ja viestintätekniikan kehitys
– Tiedonvälityksen lähes reaaliaikaisuus ja globaali kattavuus
(muutamin poikkeuksin)
– Tietokoneiden koko, laskentateho muistikapasiteetti ja hinta
– Some
• Koneellistaminen, automaatio ja robotisaatio
• Tuottavuuden kasvu ja elintason nousu
• Globalisaatio

18. Merkittävimmin elämäämme ja
nykymaailman tilaan vaikuttaneet
keksinnöt
• Maanviljelys
• Kreikkalainen tuli
• Keksimisen merkityksen keksiminen
• Sähkö
• Atomipommi
• Rokotus ja antibiootit
• Mikropiirit

19. Odotettavissa olevia tutkimustuloksiin
perustuvia suuria muutoksia
• Synteettinen biologia
• Molekyyliproteesit
• Tekniset laitteet osaksi perinteistä biologista prosessia
– Brasilian jalkapallon mm-kisojen avauspotkun ampuu liikuntakyvytön
nuori
– Kuulon ja näön palauttaminen elektroniikan avulla
• Suolistobakteerien aineenvaihduntatulokset vaikuttavat siihen, miten
aivomme reagoimme stressiin
• 3D-tuostus
• Uusi proteiini voi nuorentaa vanhan sydämen
• Röntgenlaserilla on onnistuttu kuvaamaa fotosynteesi
• Olivatko komeetat maapallon elämän ”postipoikia” ?
• Enkelit olivat miehiä ja muodostivat taivaallisen sotajoukon
• Etiikasta kehittyy tiede, joka tutkii moraalisia totuuksia samaan
tapaan kuin fysiikka luonnonilmiöitä (SK 10.1.2104, Järki voittaa)

20. Nykyisen tutkimuksen ongelma tiedon
sovellettavuuden kannalta
• Yhä syvemmälle entistä kapeammalla aihealueella
– Pääosa tutkijoista on erikoistunut hyvin kapealle aihealueelle
– Uusi tieto ”maksaa” entistä enemmän
– Tarvittaisiin synteesiä yli kapeiden erikoisalueiden
• Helpot ongelmat on jo ratkaistu. Esille tulevat
kysymykset ovat vaikeita ja monimutkaisia
– Tarvitaan kokonaiskuvan rakentavaa systeemiajattelua,
erikoisryhmien välistä yhteistyötä ja kykyä tavoitelähtöiseen
optimointiin
Jos kysymys on väärin asetettu on vastus väärä,
vaikka se olisi oikea ko. kysymykseen

21. Tutkimustiedon käyttöön liittyviä ongelmia
• Tietoa on paljon ja monenlaista
– Mistä löytyy tarvitsemani tieto
– Tietolähteen luotettavuus
➔Informaatioähky ja sen seuraukset
• Miten hyvin löydetty tieto sopii vastaukseksi omaan
kysymykseeni
• Perustutkimuksen ja soveltavan tutkimuksen eriytyminen
– Vaikeus muokata perustutkimuksen tutkimustuloksia käytännön
ratkaisujen perustaksi
• Ongelmien laajuus ja monialaisuus versus uuden
tutkimustiedon syvällisyys ja kapea-alaisuus
• Oma alan teoriatausta
– Miten hyvin siihen on istutettavissa ongelmien ratkaisuun
sopivaa uutta tietoa
• Median ns. ”päivystävien dosenttien” avulla harjoittama
tiedonvälitys

22. Kiitos mielenkiinnosta
Järki voittaa(SK 10.1.2014)
Ihmiskunnan moraalisen tilan
paraneminen on viime vuosikymmenien
vaietuin tieteellinen löytö